배터리 폼팩터가 다양화되면서 관련 공정 기술의 진화도 뒤따르고 있다. 노칭 기술도 폼팩터 변화에 맞춰 새로운 기술개발이 이뤄지고 있다. 과거 파우치형 배터리가 많이 사용됐으나 각형, 원형 등 폼팩터가 다양화되면서 각 형태에 적합한 노칭 기술이 필요해서다. 유일에너테크도 이런 폼팩터 변화에 대응한 노칭 기술 개발에 나서고 있다. 유일에너테크 관계자는 지난 8일 서울 코엑스에서 ⟪디일렉⟫ 주최로 열린 ‘배터리 뉴비즈 포럼 2024’에서 ‘세계 최초 고효율 배터리 노칭 장비’를 주제로 발표했다. 노칭(Notching) 기술은 배터리 조립공정의 첫 번째 순서로, 배터리 양극과 음극 탭(Tab)을 제작하는 공정이다. 노칭 장비와 기술은 전기차에 탑재되는 배터리 모델에 따라 달라진다. 회사 관계자는 “배터리 가격에 따라 전기차 가격이 달라지고 배터리 가격에 의해 폼팩터가 바뀌고 있다”며 “각형, 원통형 등 폼팩터에 따라 노칭 기술의 도전과제가 있다”고 밝혔다. 유일에너테크는 원통형 배터리의 ‘발열’ 문제를 해결하기 위해 ‘All Tap’ 구조를 도입했다. 원통형 배터리는 사이즈를 키우게 되면 저항으로 인해 발열 문제가 발생한다. 배터리 수명에도 부정적인 영향을 미친다. 이 관계자는 “1865·2170 등 원통형 배터리는 전극의 길이가 1m 미만으로 싱글 탭(Single Tap)이 가능했지만 46파이 원통형 배터리는 전극의 길이가 훨씬 길어 무지부를 균일한 간격으로 노칭하는 ‘All Tap’ 구조 도입이 필요하다”고 설명했다. 각형 배터리에 사용되는 기술도 와인딩에서 노칭으로 변화했다. 배터리가 전기차에 탑재되면서 크기가 커졌고 생산의 효율을 높이는 방식의 기술이 선택된 것이다. 회사 측은 "전극의 길이가 늘어날수록 전극을 플랫하게 자르기 어렵다다"며 "여러 시도를 하던 중 와인딩은 탭이 잘 분산되지만 노칭은 그렇지 않아 와인딩보다 고효율적이라 노칭을 사용하게 됐다"고 말했다. 양극 레이저 노칭 과정에서의 난제도 설명했다. 전극에서 음극의 경우엔 잘라 내어도 양극에 영향을 주지 않지만 양극의 경우에는 양극내 활물질의 종류에 따라 반응이 일어나 고정밀도의 기술이 필요하다. 양극내 활물질은 물질에 따라 적합한 레이저와 절단 순서가 존재한다. 회사 측 “유일에너테크는 양극 활물질에 따라 두개의 레이저를 사용하며 레이저 사이 시간차가 존재하지 않도록 같은 시점에 레이저를 쏘는 방법을 연구했다”고 말했다. 한편, 유일에너테크는 노칭장비 뿐만 아니라 설비, 공정, 양산 기술을 지원하는 엔지니어링 서비스를 보유하고 있다. 조립라인의 설비 기술도 턴키로 공급가능하며 생산라인 내 차세대 배터리 드라이룸을 구축했다. 주 고객사는 SK온, 삼성SDI 등이다.

디일렉=이민조 기자 [email protected]
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